当前位置:主页 > 科技论文 > 水利工程论文 >

浅水方程大规模并行计算模拟城市洪水演进

发布时间:2018-10-21 14:39
【摘要】:基于有限体积法建立求解溃坝水流运动的数学模型,利用Riemann问题求解Godunov格式计算通量,通过空间分块划分的大规模并行计算来加速运算,实现了城市洪水演进的精细数值模拟.数值模拟结果表明,建筑物在溃坝波波前到达初期所受水流荷载最大;受上游建筑物消波、蔽护作用,溃口下游建筑物所受荷载随至溃口的距离的增大而减小,建筑物的存在使得溃坝波在城区传播速度减慢.并行测试表明,缓冲模式比非缓冲模式更适用于浅水方程大规模并行求解.目前大规模并行计算能够实现对面积达400,km2的城区洪水演进进行实时仿真模拟,为滨河、滨海城市在受到溃坝、海啸等洪水威胁时的快速决策和应急疏散提供科学依据.
[Abstract]:Based on the finite volume method, a mathematical model is established to solve the flow motion of dam-break flow. The flux is calculated by using the Riemann problem to solve the Godunov scheme, and the computation is accelerated by large-scale parallel computation of space partitioning, and the fine numerical simulation of urban flood routing is realized. The numerical simulation results show that the water flow load on the building is the largest in the initial stage of arrival of the dam break wave front, and the load on the downstream building decreases with the increase of the distance from the breach to the breakage due to the wave dissipation and shielding action of the upstream building. The existence of buildings slows down the speed of dam-break wave propagation in urban areas. The parallel test shows that the buffer mode is more suitable for large-scale parallel solution of shallow water equations than the non-buffer mode. At present, large scale parallel computing can simulate the flood routing of urban area up to 400 km2 in real time, and provide scientific basis for rapid decision-making and emergency evacuation of riverside and coastal cities under the threat of dam-break and tsunami.
【作者单位】: 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室;上海交通大学高新船舶开发装备协同创新中心;天津大学建筑工程学院;
【基金】:国家自然科学基金创新研究群体资助项目(51321065);国家自然科学基金资助项目(51379144,50979066,51009105) 天津市应用基础与前沿技术研究计划资助项目(12JCQNJC05600,12JCQNJC02600) 全国优秀博士学位论文作者专项基金资助项目(201453)
【分类号】:TV122

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张修忠,王光谦,金生;浅水方程数值计算方法的研究[J];水科学进展;2003年04期

2 王志力,耿艳芬,金生;带源项浅水方程的通量平衡离散[J];水科学进展;2005年03期

3 陈建忠;史忠科;;运用半离散中心迎风格式计算二维浅水方程的研究[J];水科学进展;2005年06期

4 王立辉;胡四一;龚春生;;二维浅水方程的非结构网格数值解[J];水利水运工程学报;2006年01期

5 孔俊;宋志尧;张红贵;;非结构型浅水方程数值模式的建立及应用[J];河海大学学报(自然科学版);2006年04期

6 王立辉;胡四一;;一维浅水方程组的间断有限元计算[J];水力发电学报;2007年01期

7 陈建忠;史忠科;;用半离散中心迎风格式计算一维浅水方程[J];水利水运工程学报;2007年01期

8 陈建忠;史忠科;胡彦梅;;二维浅水方程的高阶松弛格式求解[J];水动力学研究与进展A辑;2007年03期

9 王志力;陆永军;耿艳芬;;一维孔隙率浅水方程及其数值离散[J];力学学报;2008年05期

10 于守兵;;计算二维浅水方程中静水压力项与底坡项的积分平衡法[J];水利水电科技进展;2009年04期

相关会议论文 前8条

1 孔俊;宋志尧;张金善;;7一种新的浅水方程计算模式及其应用[A];第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集[C];2005年

2 马东军;孙德军;尹协远;;有限体积/有限元混合方法在浅水方程中的应用[A];第四届《海峡两岸计算流体力学学术研讨会》论文集[C];2003年

3 毛佳;赵兰浩;郭博文;;干湿区域求解浅水方程的和谐有限元格式[A];第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研讨会论文集——C计算流体力学[C];2014年

4 武印娜;林鹏智;;溃坝水流的二维数值模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

5 孙建;邓永锋;雷鹏帅;陈冲;魏文礼;;某港口与河海之间的流场及其水质交换的数值模拟[A];水力学与水利信息学进展 2009[C];2009年

6 何杰;辛文杰;;浅水方程中干湿边界的处理[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年

7 程冰;周晓阳;;二维河道移动边界的流矢量处理法[A];2006“数学技术应用科学”[C];2006年

8 张明亮;张云鹏;郝子宁;刘维维;尤彦兵;;带有植物影响的溃坝水流及底床变形数值模拟[A];第十六届中国海洋(岸)工程学术讨论会(下册)[C];2013年

相关博士学位论文 前3条

1 陈建忠;浅水方程高分辨率有限差分方法研究[D];西北工业大学;2005年

2 柏禄海;浅水方程高分辨率算法的研究[D];大连理工大学;2013年

3 王志力;基于Godunov和Semi-Lagrangian法的二、三维浅水方程的非结构化网格离散研究[D];大连理工大学;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 李荣辉;广义浅水方程及工程应用初步研究[D];河海大学;2003年

2 刘刚;浅水间断流动数值模拟及其在溃坝水流问题中的应用[D];大连理工大学;2009年

3 陈海鑫;二维浅水流动数值模拟研究及其应用[D];大连理工大学;2013年

4 于普兵;二维浅水水流数值模拟技术研究[D];南京水利科学研究院;2006年

5 王巍;浅水方程有限体积法的并行计算研究[D];上海交通大学;2008年

6 张飞;求解浅水方程的间断Galerkin方法[D];安徽大学;2005年

7 李继选;基于有限体积法的二维水流水质模拟及其可视化研究[D];合肥工业大学;2005年

8 赵张益;一维浅水方程的Runge-Kutta间断有限元数值模拟与应用[D];天津大学;2010年

9 张姝慧;求解浅水波方程的光滑粒子流体动力学法[D];安徽大学;2007年

10 刘哲;复杂边界二维水流数值模拟研究与应用[D];西安理工大学;2005年



本文编号:2285403

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/shuiwenshuili/2285403.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户0a6fc***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com